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URN: urn:nbn:de:gbv:830-tubdok-9192
URL: http://doku.b.tu-harburg.de/volltexte/2010/919/
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Wessel, Michael Achim
Flexible und konfigurierbare Software-Architekturen für datenintensive ontologiebasierte Informationssysteme
Flexible and configurable software architectures for data-intensive ontology-based information systems
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Kurzfassung in Deutsch
Ontologien werden voraussichtlich eine wichtige Rolle für die nächste Generation von Informationssystemen spielen. Heutzutage erfährt insbesondere die Vision des Semantischen Webs (Semantic Web) einige Beachtung - soll doch durch seine Realisierung nicht nur die "intelligente" Beantwortung inhaltsbasierter Suchanfragen ermöglicht werden, sondern beispielsweise auch Dienste im Web automatisch anhand funktionaler Dienstbeschreibungen ermittelt, miteinander kombiniert, und entspr. invoziert werden. Ontologien sind jedoch nicht nur im Semantischen Web relevant, sondern können in einer Vielzahl anderer Informationssystem-Domänen durch die Bereitstellung eines reichhaltigen logisch-formalen Begriffsrahmens der Domäne, einer sog. Konzeptualisierung, neuartige und innovative Zusatzdienste für Informationssysteme erbringen.In dieser Arbeit wird ein formaler und softwaretechnischer Architekturrahmen zur Konstruktion ontologiebasierter Informationssysteme unter formalen und softwaretechnischen Gesichtspunkten entworfen und realisiert. Zur Sicherstellung einer hohen Flexibilität und Anwendbarkeit in mehreren Informationssystem-Domänen wird der Rahmen so entworfen, dass nicht nur einzelne Punkte im Informationssystem-Entwurfsraum, sondern ganze Regionen abgedeckt und adressiert werden können. Aktuelle Semantic Web-Sprachen, wie die Web Ontology Language (OWL), können hier ebenfalls Anwendung finden.
Durch durchgängige Betrachtung zweier sog. Leitdomänen für Informationssysteme werden domänenspezifische Aspekte von der Analyse über den Entwurf bis hin zur Realisierung prototypischer ontologiebasierter Informationssysteme in diesen Leitdomänen in den Rahmen einfließen. Zum einen wird die Domäne des Semantischen Webs betrachtet, und zum anderen die Domäne der geografischen bzw. räumlichen Informationssysteme. Ein wesentlicher Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Realisierung einer Maschine zur ontologiebasierten Anfragebeantwortung. Die Arbeit adressiert alle hierfür zu lösenden Teilproblemgruppen, insbesondere das Repräsentations-, das Anfragebeantwortungs-, und das Inferenzproblem. Die sog. Beschreibungslogiken bilden ein weiteres wichtiges Standbein, stellen sie doch die theoretische Fundierung für aktuelle Ontologie-Sprachen (wie OWL) bereit. Die Arbeit beschreibt zudem den Entwurf und die Implementierung der Beschreibungslogik-Anfragesprache nRQL, die von vielen Nutzern des bekannten Beschreibungslogiksystems RacerPro verwendet wird. nRQL ist ein wichtiger Bestandteil des in dieser Arbeit entworfenen und realisierten Gesamtrahmens.
Kurzfassung in Englisch
It is now commonly accepted that ontologies will play an important role for the next generation of information systems. Nowadays, the vision of the Semantic Web receives great attention, given that it not only promises „intelligent'' answers to content-based user retrieval queries on the Web, but also automated lookup, composition and invocation of Web services, based on their functional service descriptions. Moreover, ontologies are not only relevant in the field of the Semantic Web, but also in a multitude of other information system domains. By providing a rich and logically formal frame of well-defined notions, a so-called conceptualization of a domain, new and innovative services of added value may be realized for information systems.In this thesis, a formal software framework aimed to support the construction of ontology-based information systems is designed and implemented under formal and software technical concerns. In order to ensure a high flexibility and applicability of the framework in various information system domains, the framework was designed in such a way that it is able to cover and address regions in the design space of information systems, not merely single points in this space. Current Semantic Web languages, such as OWL, will be embraced as well.
By continues consideration of two so-called "guiding domains" for information systems, domain specific aspects and requirements influence and guide the framework under development, from the requirement analysis phase over the design phase to the implementation of the framework as well as prototypical information systems in the guiding domains, build upon and with the framework. On the one hand, the Semantic Web will be considered as one guiding domain. On the other hand, geographical / spatial information systems will be considered. A main focus of this work lies on the realization of an ontology-based query answering engine. The work covers all three main problem categories which have to be addressed for the realization of such an engine: the representation problem, the query answering problem, and the inference problem. The so-called family of description logics provide an important pillar for this work, given they provide the theoretical basis and foundation of contemporary ontology languages (e.g., OWL). This thesis also describes the design and implementation of the description logical query language nRQL, which is used by many users of the well-known description logic system RacerPro. nRQL is an integral part of the framework designed and realized in this work.
| SWD-Schlagwörter: | Ontologie <Wissensverarbeitung> , Terminologische Logik , Software Engineering , LISP , Wissensbasiertes System | |
| Freie Schlagwörter (deutsch): | Ontologie , Beschreibungslogik , Informationssystem , Rahmenwerk , Softwaretechnik | |
| Freie Schlagwörter (englisch): | ontology , description logic , information system , framework , software engineering | |
| GBV Basisklassifikation | 54.72 Künstliche Intelligenz | |
| Institut: | Softwaresysteme E-16 | |
| Fakultät: | Elektrotechnik und Informationstechnik | |
| DDC-Sachgruppe: | Ingenieurwissenschaften | |
| Dokumentart: | Dissertation | |
| Hauptberichter: | Möller, Ralf (Prof. Dr.) | |
| ISBN: | 978-3-8325-2162-2 | |
| Sprache: | Deutsch | |
| Tag der mündlichen Prüfung: | 14.04.2008 | |
| Erstellungsjahr: | 2008 | |
| Publikationsdatum: | 19.08.2010 | |
| Bemerkung: | Alle Rechte beim Autoren bzw. beim Logos Verlag Berlin. Printversion nur über den Verlag bzw. Buchhandel erhältlich. Die elektronische Fassung weist gegenüber der Druckversion geringfügige Änderungen auf, die sich aber nicht auf den Inhalt beziehen. | |
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